RU220526U1 - Горелка газовая с узлом предварительного смешивания - Google Patents

Горелка газовая с узлом предварительного смешивания Download PDF

Info

Publication number
RU220526U1
RU220526U1 RU2023109681U RU2023109681U RU220526U1 RU 220526 U1 RU220526 U1 RU 220526U1 RU 2023109681 U RU2023109681 U RU 2023109681U RU 2023109681 U RU2023109681 U RU 2023109681U RU 220526 U1 RU220526 U1 RU 220526U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
air
burner
channel
supplied
Prior art date
Application number
RU2023109681U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Николаевича Зайнеев
Василий Вениаминович Малых
Константин Александрович Никонов
Original Assignee
Василий Вениаминович Малых
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Вениаминович Малых filed Critical Василий Вениаминович Малых
Application granted granted Critical
Publication of RU220526U1 publication Critical patent/RU220526U1/ru

Links

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, нефтехимической, нефтяной промышленности и может быть использована для факельного сжигания разнокомпонентных газов. Техническая задача - сжигание низкокалорийного газа; газообразных отходов химической промышленности, подлежащих утилизации, сжигание попутного нефтяного газа. Задача решена за счет того, что происходит принудительная подача воздуха в горелку по внутренней трубке; газ первого типа подается по второй трубке, коаксиально окружающей первую; через кольцевой канал между второй и третьей трубкой принудительно подается воздух, а по каналу между корпусом горелки и третьим цилиндром подается газ второго типа по центральному каналу и всему объему, ограниченному корпусом горелки, подается воздух. Кроме того, внутри горелки установлен диффузор и конусные элементы предварительного смешивания газа с воздухом. Устройство розжига и датчик контроля пламени установлены на монтажном фланце горелки. При эксплуатации данной горелки в качестве газообразного топлива допускается использовать газ различных типов, и их подачу в горелку необходимо осуществлять по двум каналам, предусмотренным для подачи газа. Выходные части трубок подачи газа (со стороны топки) имеют перфорацию с каналом подачи воздуха. Дополнительно на выходе каналов газа в топку смонтирован узел предварительного смешивания газов с воздухом до концентраций, не позволяющих образования процесса горения в данной области. Предварительно смешанный состав затем попадает в область, где смешивается с избыточным воздухом и равномерно сгорает.

Description

Полезная модель относится к областям нефтехимической, нефтяной промышленности, коммунальному хозяйству и может быть использована в качестве теплоэнергетического оборудования для котлов, печей, путевых подогревателей и т.п.
Известен газовый автоматизированный нагреватель (патент RU 2378583 С1), который может быть использован преимущественно для нагрева транспортируемых по трубопроводам газообразных и жидких углеводородных продуктов [1]. Нагреватель содержит корпус с горизонтальным разъемом. Топочный объем в корпусе отделен вкладышем от воздушного канала, соединенного с воздухонагревателем рекуперативным, расположенным над корпусом, под закрепленной на нем дымовой трубой, входной и выходной коллекторы и теплообменник, горелки, соединенные с обвязкой, поддон со штуцером для отвода конденсата водяных паров. Горелки расположены над поддоном, а оси отверстий в горелках для выхода топливовоздушной смеси направлены на днище поддона.
Недостатком известного газового нагревателя является то, что он использует для горения однокомпонентное очищенное газовое топливо.
Известен способ сжигания топлива (патент RU 2634344 С1), содержащего летучие компоненты различной реакционной способности [2]. В качестве топлива используется подводимая к горелкам с помощью первичного воздуха угольная пыль. В зоне воспламенения горелок за счет пиролиза угольной пыли получают первичный газ с горючими газообразными компонентами. Производят подачу полученной смеси первичного газа с оставшейся частью твердого топлива, смешивают ее с вторичным воздухом и производят дожигание полученной топливной смеси в топке. В зоне воспламенения снижают температурный порог окисления углерода, например, за счет электрического воздействия на топливную смесь или каталитическими методами, замедляют процесс выхода высокореакционных компонентов топлива и за счет увеличения степени газификации углерода снижают его содержание в полученной топливной смеси, при этом повышают долю газообразных компонентов топлива в получаемой топливной смеси для дожигания ее в топке.
Недостатками данного способа является то, что при использовании газового топлива, данный способ неэффективен, поскольку предполагает использование двух зон горения: зона пиролизного горения рядом с горелками и зону дожигания пиролизного газа с твердым топливом.
Известно устройство сжигания топливного газа (RU 2642997 С2), содержащее по меньшей мере, одну газовую трубу для подачи топливного газа в печь-котел; первый цилиндр, окружающий указанную, по меньшей мере, одну газовую трубу и ограничивающий проточный канал для первичного воздуха вокруг указанной, по меньшей мере, одной газовой трубы для подачи первичного воздуха в печь-котел. Причем первый цилиндр оканчивается у выпускного отверстия проточного канала для первичного воздуха; второй цилиндр, коаксиально окружающий первый цилиндр и вместе с первым цилиндром образующий кольцевой проточный канал для вторичного воздуха для подачи вторичного воздуха в печь-котел, причем второй цилиндр оканчивается у выпускного отверстия проточного канала для вторичного воздуха; третий цилиндр, коаксиально окружающий второй цилиндр и вместе со вторым цилиндром образующий кольцевой проточный канал для третичного воздуха для подачи третичного воздуха в печь-котел, причем третий цилиндр оканчивается у выпускного отверстия проточного канала для третичного воздуха [4].
Недостатком данного устройства является то, что подача топливного газа происходит через множество газовых труб. В результате усложняется конструкция горелки. Коаксиальное расположение проточных каналов для вторичного и третичного воздуха расширяет пламя вокруг кольца стабилизации пламени. Как следствие пламя приближено к проточным каналам для подачи воздуха и кольцу стабилизации пламени, что, в свою очередь, накладывает более строгие требования к выбору материала для изготовления указанных деталей, и снижает КПД горелки по причине сжатия пламени. Кроме того, в указанном патенте отсутствуют системы контроля пламени.
Таким образом, решением проблемы сжигания низкокалорийного газа является смешивание его с высококалорийным газом и воздухом.
Наиболее близким к предложенному устройству сжигания газов разного типа является газовая горелка (RU 2522341 С1), позволяющая сжигать топливо по двум разным каналам, расположенным соосно [3]. Особенностью данной горелки является то, что подача потока топлива первого типа осуществляется по первому каналу, розжиг потока топлива первого типа с получением первого пламени, а также подачу потока топлива второго типа по расположенному практически соосно с первым второму кольцевому каналу, имеющему множество боковых струйных выходов в выходной части для получения второго пламени.
Недостатками данного устройства является то, что формирование газо-воздушной смеси (ГВС) происходит в топке путем перемешивания разных типов газа и атмосферного воздуха. В результате газы разных компонентов не успевают смешаться в достаточном объеме. Кроме того, отсутствуют газорегуляторные установки, что в некоторых случаях может привести к повышению опасности эксплуатации горелки.
Задачей предлагаемого устройства является создание простой и надежной конструкции горелки, позволяющей максимально эффективно сжигать газ любого состава в нефтяной, нефтехимической промышленности, в коммунальном хозяйстве. Газообразным топливом может быть низкокалорийный газ с содержанием углеводородов 12% и менее. Необходимо свести к минимуму выбросы в атмосферу вредных веществ продуктов сжигания газов подобного типа, при существенной экономии топлива высокого качества (природного газа) в топках.
Горелка газовая с узлом предварительного смешивания поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид горелки универсальной сбоку и в профиль, на фиг. 2 – аксонометрия горелки без корпуса, на фиг. 3 – разрез горелки с направлением газовых и воздушных потоков, на фиг. 4 – разрез элементов горелки на выходе в топку.
Горелка (фиг.1) состоит из корпуса 1 (форма корпуса – квадратная или круглая), соединенного к нему при помощи монтажного фланца 2 сопла 3 (материал сопла – тугоплавкий металл) и отверстия подачи воздуха 5 от вентилятора (условно не показан). Газ подается через патрубки 4. Внутри корпуса коаксиально расположены три трубки (фиг.3). По внутренней (первой) и третьей трубке нагнетается газ, возможно различный по составу. По второй трубке, окружающей первую, подается воздух. Между третьей трубкой и корпусом подается воздух. Регуляция подачи воздуха осуществляется за счет изменения производительности вентилятора, подача газа регулируется в автоматическом режиме регулирующими электрическими клапанами.
На выходе газа в топку смонтирован набор конических переходов 12, 13, 14 и диффузор 11 (фиг.4). Диффузор и конические переходы выполнены из коррозионностойкого металла.
Поджог ГВС осуществляется запальной горелкой, установленной на фланце горелки.
Для точной настройки режима горения предусмотрено продольное перемещение тела горелки в корпусе с фиксацией требуемого положения.
Для повышения надежности эксплуатации горелки на ее корпусе установлены следующие элементы (фиг.1):
основное и резервное места установки датчика контроля пламени 6 (резервное с заглушкой);
отборные устройства контроля избыточного давления воздуха в корпусе горелки 7.
На монтажном фланце горелки установлены следующие элементы:
смотровое окно для визуального контроля пламени работы горелки 8;
монтажное отверстие для установки запальной горелки 9. Запальная горелка предусмотрена в составе горелки (не показана);
монтажное отверстие для установки трубки контроля разряжения в топке 10;
трубка на шарнире для установки датчика контроля пламени 6 – место установки датчика контроля пламени (условно не показан). Датчик пламени после появления пламени от устройства розжига, дает разрешение на открытие клапанов подачи газа, а при потере пламени датчик перекрывает подачу газа. Шарнирное соединение позволяет точно настроить положение датчика относительно пламени в топке.
Горелка газовая с узлом предварительного смешивания имеет принудительную регулируемую подачу воздуха для полного насыщения смеси кислородом и максимально удалить зону горения от зоны подготовки рабочей смеси, содержит коаксиально расположенные трубки, предназначенные для подачи как разно компонентных, так и однокомпонентных газообразных топлив.
Подача топлива в каждый из каналов горелки может регулироваться в автоматическом или ручном режиме с помощью регулирующих клапанов, установленных на газопроводах. Топливо первого типа обычно горит хорошо, а топливо второго типа имеет худшие характеристики горючести, поэтому целесообразно подавать топливо первого и второго типа с разным давлением газов на входе в горелку. Давление топлива второго типа примерно в 5 раз меньше.
Подача воздуха осуществляется по внутреннему и наружному каналам воздуха (фиг.3), а подача газа первого типа – по центральному каналу, второго типа (высококалорийного) по окружающему его наружному каналу газа (фиг.3). Выходные части каналов подачи газа (со стороны топки) имеют перфорацию с каналом подачи воздуха. В сопле горелки установлен набор конических переходных элементов, предназначенных для смешивания газовоздушной смеси и стабилизации пламени.
Для визуального контроля пламени на монтажном фланце установлено смотровое окно. Для защиты от аварийных ситуаций предусмотрен датчик контроля пламени (не показан), который при потере пламени перекрывает подачу газа. Запуск горелки осуществляется с помощью устройства розжига, например, с помощью запальной горелки (не показана).
Для контроля параметров горелки устанавливаются отборные устройства: на корпусе – контроль избыточного давление воздуха в горелке; в монтажном фланце – контроль разряжения в топке.
Газ по центральному каналу (фиг.3, 4) подается на сопло конической формы 12 с определенным количеством отверстий на боковой стенке. Со стороны меньшего диаметра конуса сопла 12 установлена заглушка из тонколистового металла с одним центральным отверстием. После этого газ попадает в камеру предварительного смешивания газа центрального канала, ограниченную соплом 12 и центральным смесителем 13 (представляет собой конический переход, изготавливается из коррозионностойкого металла), где смешивается с воздухом, подаваемым по внутреннему воздушному каналу. В камере предварительного смешивания газа центрального канала происходит смешивание газа с воздухом в такой пропорции, что смесь не воспламеняется.
Центральный смеситель 13 плотно прилегает к диффузору 11 и выполнен съемным.
Газ проходит через отверстия в наружном канале и попадает в камеру предварительного смешивания газа наружного канала, ограниченную центральным смесителем 13 и наружным смесителем 14, где смешивается с воздухом, подаваемым через первый внутренний ряд отверстий диффузора 11. В камере предварительного смешивания газа наружного канала происходит смешивание газа с воздухом в такой пропорции, что смесь не воспламеняется.
Предварительно подготовленные ГВС из камер предварительного смешивания затем попадают в наружное пространство, где смешиваются с воздухом, подаваемым принудительно через все ряды отверстий в диффузоре 11 кроме первого, образуют стабилизированную ГВС, способную к стабильному горению в широких диапазонах избытка воздуха.
Наружный смеситель 14 плотно прилегает к диффузору 11 и выполнен съемным.
Диффузор 11 предназначен для рассеивания воздуха струйными потоками на выходе из горелки в топку. Представляет собой чашу из тонколистового коррозионностойкого металла. В чаше выполнено несколько рядов отверстий, центры отверстий расположены по окружностям разного диаметра.
Заявленное устройство отличается от известных аналогов тем, что по внутреннему каналу подается воздух. Кроме того, внутри горелки установлен узел предварительного смешивания и диффузор, устройство розжига и датчик контроля пламени.
Предлагаемая горелка универсальная имеет простую конструкцию, не требующую существенных материальных затрат при изготовлении. Горелка может быть применена для реализации способа сжигания топлива в топках путевых подогревателей нефтедобывающей отрасли, утилизации газообразных отходов химической промышленности, в коммунальном хозяйстве.
Горелка газовая с узлом предварительного смешивания, включающая корпус, вентилятор подачи воздуха, регулирующие подачу газа клапаны, запальную горелку, датчик контроля пламени, датчик контроля избыточного давления воздуха с отборным устройством в корпусе горелки, отличающаяся тем, что в горелке установлен узел предварительного смешивания топливного газа с воздухом, в котором не происходит горение газа, после выхода смеси в топочное пространство осуществляется сгорание топливного газа с подачей воздуха, обеспечивающего процесс устойчивого горения и полное сжигание топливных газов.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков, а именно введением в конструкцию узла предварительного смешивания и диффузора, в котором не происходит сжигание газа, при этом происходит интенсивное смешивание газов, что способствует эффективному сгоранию после выхода смеси в топочное пространство, где осуществляется сжигание топливного газа с подачей воздуха, обеспечивающего устойчивое горение и полное сгорание топливного газа. Подача газовоздушной смеси осуществляется в центр топки. В результате достигается высокая температура горения, пламя удлиняется, увеличивается площадь нагрева, происходит полное дожигание высококалорийного и низкокалорийного газа, как следствие - значительное повышение КПД горелки и снижение выбросов окисей углерода СО и азота NO. Безопасное использование горелки обеспечивается за счет того, что процесс розжига газовоздушной смеси происходит за счет устройства розжига и датчика контроля пламени, который при потере пламени перекрывает подачу газа. Для визуального контроля протекания рабочего процесса на монтажный фланец горелки установлено смотровое окно.
Источники информации, принятые во внимание
1. Патент RU 2378583 С1. Нагреватель огневой трубный автоматизированный / B.В. Долотовский, В.М. Куличихин, Д.П. Тетерин, В.А. Поршнев, A.С. Жебраков // Опубл. 10.01.2010.
2. Патент RU 2634344 С1. Способ сжигания топлива / Ю.И. Наумов, C.Ф. Николаев // Опубл. 25.10.2017.
3. Патент RU 2522341 С1. Способ сжигания топлива и горелка универсальная / B.В. Короткий, Ю.В. Федоров // Опубл. 10.07.2014.
4. Патент RU 2642997 С2. Газовая горелка с низким содержанием оксидов азота и способ сжигания топливного газа / Дернятин Паули // Опубл. 29.01.2018.

Claims (1)

  1. Горелка газовая с узлом предварительного смешивания, включающая корпус, вентилятор подачи воздуха, регулирующие подачу газа клапаны, запальную горелку, датчики контроля пламени с заглушкой, устройство контроля избыточного давления воздуха в корпусе горелки, отличающаяся тем, что в горелке установлен узел предварительного смешивания топливного газа с воздухом, выполненный в виде перфорированных со стороны сопла каналов: центрального канала с газом, окружающего его внутреннего канала с воздухом, поверх внутреннего канала с воздухом расположен наружный канал для газа, поверх внутреннего канала с газом расположен наружный канал с воздухом, в сопле горелки установлен набор конических переходных элементов, предназначенных для смешивания газовоздушной смеси и стабилизации пламени, которые заканчиваются диффузором с отверстиями.
RU2023109681U 2023-04-17 Горелка газовая с узлом предварительного смешивания RU220526U1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU220526U1 true RU220526U1 (ru) 2023-09-20

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2837182C1 (ru) * 2024-04-11 2025-03-26 Общество с ограниченной ответственностью "ЭВОКО" Факельная горелка для низкокалорийных газов

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5957682A (en) * 1996-09-04 1999-09-28 Gordon-Piatt Energy Group, Inc. Low NOx burner assembly
RU2560087C2 (ru) * 2012-07-09 2015-08-20 Альстом Текнолоджи Лтд Горелочное устройство
RU2660592C1 (ru) * 2017-03-13 2018-07-06 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Горелочная голова горелочного устройства
JP6508659B2 (ja) * 2015-04-21 2019-05-08 株式会社コクブン ガスバーナー
RU191255U1 (ru) * 2019-02-07 2019-07-31 Альгин Виктор Анатольевич Горелочное устройство

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5957682A (en) * 1996-09-04 1999-09-28 Gordon-Piatt Energy Group, Inc. Low NOx burner assembly
RU2560087C2 (ru) * 2012-07-09 2015-08-20 Альстом Текнолоджи Лтд Горелочное устройство
JP6508659B2 (ja) * 2015-04-21 2019-05-08 株式会社コクブン ガスバーナー
RU2660592C1 (ru) * 2017-03-13 2018-07-06 Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") Горелочная голова горелочного устройства
RU191255U1 (ru) * 2019-02-07 2019-07-31 Альгин Виктор Анатольевич Горелочное устройство

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2837182C1 (ru) * 2024-04-11 2025-03-26 Общество с ограниченной ответственностью "ЭВОКО" Факельная горелка для низкокалорийных газов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5275554A (en) Combustion system with low NOx adapter assembly
EP0008842B1 (en) Burner for gaseous fuels of differing calorific values using preheated combustion air
US4544350A (en) Burner apparatus for simultaneously incinerating liquid, dry gas and wet gas streams
US6287111B1 (en) Low NOx boilers, heaters, systems and methods
CN1272910A (zh) 燃烧器
RU220526U1 (ru) Горелка газовая с узлом предварительного смешивания
RU187026U1 (ru) Горелка газовая универсальная
RU2309332C1 (ru) Многофункциональная горелка
RU199334U1 (ru) Горелочное устройство для экологически чистой растопки котлов
SU1307156A1 (ru) Инжекционна горелка
RU2267055C1 (ru) Способ совместного сжигания природного газа и пыли углесодержащего материала в вертикальной призматической четырехгранной топке котла
RU2522341C1 (ru) Способ сжигания топлива и горелка универсальная
EP4253838A1 (en) Gas burner with low nox emission
RU2817903C1 (ru) Многогорелочная закрытая факельная установка, способ сжигания газа на этой установке и устройство горелки многогорелочной закрытой факельной установки
US4846679A (en) Flueless, low NOx, low CO space heater
RU2780599C1 (ru) Горелочное устройство
RU98537U1 (ru) Горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива с пониженным выбросом окислов азота
RU2485398C1 (ru) Устройство для сжигания топлива и способ сжигания топлива
RU194569U1 (ru) Устройство для подготовки к сжиганию газообразного топлива
CN209783322U (zh) 烟气加热装置
RU2704448C2 (ru) Способ нагрева газовых потоков открытым пламенем и устройство для реализации способа
CN208846439U (zh) 一种废触媒废液焚烧炉
RU2451879C2 (ru) Горелка для пыли высокой концентрации
RU50280U1 (ru) Вспомогательное горелочное устройство для плазменного воспламенения и стабилизации горения низкореакционного пылеугольного топлива основных горелок теплового агрегата
RU2334914C1 (ru) Установка для сжигания водоугольной суспензии